双电机驱动伺服系统控制方法研究

摘要

航空航天工业的发展水平是一个国家强弱的重要标志，而转台是航空航天领域中进行仿真和测试实验的关键设备，它的性能优劣直接关系到仿真和测试实验的可靠性与置信度。军事上，雷达天线的自动瞄准跟踪控制、高射炮，战术导弹发射架的瞄准运动控制，坦克，军舰的炮塔运动控制等等都是基于对转台的运动控制。所以转台作为机械系统中重要的一部分，被广泛应用于各种雷达、火炮、导弹发射架、天文望远镜、航空航天飞行器等系统中，因此转台系统的控制研究对于航空航天工业及国防建设的发展具有极其重要的理论意义和工程应用价值。
　　 本文以双电机驱动伺服系统为对象，做出了以下研究工作：
　　 (1)详细的介绍了齿隙非线性以及双电机伺服系统电消齿隙的原理，并通过分析双电机伺服系统的动力学特性，推导出了双电机伺服系统的模型。
　　 (2)基于双电机伺服系统的模型，设计了能够消除齿隙影响的一组控制算法，通过MATLAB对比仿真，分析仿真结果，比较了各个算法的优劣。并通过仿真分析了偏置力矩的两个参数的变化对仿真控制效果的影响。
　　 (3)分析讨论了摩擦及摩擦补偿的方法。基于双电机伺服系统，对基于摩擦模型的摩擦补偿方法进行了仿真研究。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 双电机消隙研究现状

1.2.2 摩擦的研究现状

1.3 本章小结

第二章 双电机伺服消隙原理

2.1 双电机伺服系统结构

2.2 齿隙非线性

2.2.1 齿隙的模型

2.2.2 齿隙的补偿

2.3 双电机消隙原理

2.3.1 电消齿隙原理

2.3.2 电消齿隙改进方案

2.4 双电机同步控制

2.5 本章小结

第三章 双电机伺服系统建模

3.1 理想双电机驱动模型

3.2 含齿隙的系统模型

3.3 MATLAB仿真模型建立

3.4 本章小结

第四章 伺服系统控制仿真

4.1 PID算法原理

4.2 PD控制仿真

4.3 前馈控制算法设计与仿真

4.3.1 前馈控制算法原理

4.3.2 PD+前馈算法仿真

4.3.3 高增益PD+前馈控制仿真

4.4 偏置力矩的影响

4.4.1 偏置力矩的大小对系统仿真的影响

4.4.2 偏置力矩的宽度对系统仿真的影响

4.5 本章小结

第五章 含摩擦因素系统仿真

5.1 摩擦的模型

5.2 摩擦的补偿方法

5.3 摩擦补偿仿真

5.3.1 含摩擦模型的系统

5.3.2 基于摩擦模型的补偿仿真

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献